Solids is een nieuw duurzaam concept waarin huurders zelf bepalen hoe ruimten worden ingedeeld. Per verdieping of per deel hiervan kan de gebruiksfunctie compleet verschillen: wonen, werken, alles kan. Dat moet gelden bij ingebruikname, maar ook nog over 100 jaar. Dit uitgangspunt heeft grote gevolgen voor de constructie, want bijvoorbeeld de vloerconstructie moet op 'alles' zijn voorbereid. Om devloeren toch voldoende slank te houden, bleek voorspanning de beste oplossing.
themaVoorgespannen vrije vloeren3201236themaVoorgespannenvrije vloerenSolids, een duurzaam en flexibel gebouwconceptVoorgespannen vrije vloeren 32012 371 De Solid op IJburg in Amsterdam isontworpen door Baumschlager & EberleArchitekten uit OostenrijkSolidsiseennieuwduurzaamconceptwaarinhuurderszelfbepalenhoeruimtenwordeningedeeld.Perverdiepingofperdeelhiervankandegebruiksfunctiecompleetverschillen:wonen,werken,alleskan.Datmoetgeldenbijingebruikname,maarooknogover100jaar.Dituitgangspuntheeftgrotegevolgenvoordeconstructie,wantbijvoorbeelddevloerconstructiemoetop`alles'zijnvoorbereid.Omdevloerentochvoldoendeslanktehouden,bleekvoorspanningdebesteoplossing.1ir. Bert offringaIngenieursbureau SmitWestermaning. Ruud steemanSpanstaalFlexibiliteit is van groot belang bij het concept. Het gebouwmoet in de tijd immers voortdurend kunnen worden aangepastnaar de wensen van de gebruikers. In constructief opzichtwordt flexibiliteit gecre?erd door: grote overspanningen; groot draagvermogen, geschikt voor alle functies; geen dragende wanden, maar een kolomstructuur; hoge ruimten zonder obstakels en voortdurend vrij indeelbaar; vlakke vloeren en zo min mogelijk kolommen en wanden; relatief veel verticale ontsluitingen voor mensen en techniek.Solid IJburgOp IJburg in Amsterdam is immiddels ??n Solid gerealiseerd,naar een ontwerp van Baumschlager & Eberle Architekten uitOostenrijk. Het totale complex bestaat uit vier bouwdelen meteen open binnengebied. Hieronder is over het totale oppervlakte een parkeergarage geprojecteerd. Elk bouwdeel heeft eenvloeroppervlak van circa 10 000 m? in negen bouwlagen. Deparkeergarage heeft een oppervlakte van circa 6500 m?.Duurzaam ontwerpMet het oog op duurzaamheid moet een gebouwontwerpzoveel kwaliteit hebben, dat het over lange tijd nog steeds eengrote uitstraling heeft en voor de eigenaar goed bruikbaar blijft.Dit wordt onder meer bereikt door goede architectuur. Zo is degevel zodanig ontworpen dat hij ook over 100 jaar nog aantrekkelijk is. Voor de constructie geldt dat aanpassingen in de tijdmogelijk moeten zijn. Daarnaast is uiteraard ook optimaalmateriaalgebruik van belang. Om al deze aspecten goed tot hunrecht te laten komen, moet integraal worden ontworpen. Deconstructief ontwerper van de Solid is hiervoor al in een vroegstadium aan tafel gegaan met alle partijen die bij het bouwproces betrokkenen zijn.DraagconstructieVoor de hoofddraagconstructie van het gebouw is, gezien degevraagde flexibiliteit, gekozen voor een systeem waarbij zoweinig mogelijk dragende elementen in de vrije ruimte staan.Dit is gedaan door de betonnen wanden rondom de schachtenen de kolommen in de gevel te benutten voor de draagstructuur (fig. 2). Daarnaast zijn per bouwlaag slechts twee kolommen toegepast op de middenas, waardoor ruimten ontstaanmet overspanningen tot circa 12 m.themaVoorgespannen vrije vloeren32012382 Plattegrond van de verdiepingsvloeren3 Doorsnede met de overgangsconstructie in debeganegrondvloer ter plaatse van de schacht-wandenvrije indeelbaarheid is de mogelijkheid voor een groot aantalverschillende woningplattegronden meegewogen.In de vloerenmatrix zijn diverse gangbare vloersystemenbeoordeeld. Naast de kosten waren vloerdikte, vlakheid aande onderzijde van de vloer, de mogelijkheid tot de integratievan leidingen, de mogelijkheid tot het maken van sparingen,akoestiek en het aspect duurzaam bouwen belangrijke overwegingen.Bij gebruik van een ruimte als wooneenheid is een verlaagdplafond niet gewenst en zijn zichtbare balken esthetisch nietfraai. Gezien de variatie in woningtypen was het niet mogelijkeen balkstructuur in het ontwerp op te nemen waarbij debalken in alle mogelijke woningplattegronden aan het zichtkonden worden onttrokken. Door de vloeren uit te voeren metvoorspanning kon de dikte van de vloer worden beperkt en waseen vlakke onderzijde mogelijk.Voorgespannen vloerenAl meer dan 40 jaar worden vloeren voorgespannen metbehulp van voorspanning zonder aanhechting (VZA). Bij ditsysteem worden fabrieksmatig ingevette en met polyethyleenomhulde strengen van hoogwaardig staal gebruikt. Door devetvulling worden de wrijvingsverliezen in de kabels tot eenminimum beperkt, waardoor voor het berekenen van de voorspanverliezen met een lage wrijvingsfactor wordt gerekend eneen hoog voorspanniveau resteert.De stabiliteit van het gebouw wordt verzorgd door de schachtwanden van de twee kernen. Deze schachtwanden lopen nietgeheel door in de garage omdat daar rijstroken zijn geprojecteerd. Daarom is een overgangsconstructie toegepast in debeganegrondvloer ter plaatse van de schachtwanden (fig. 3).Het hele gebouw is gefundeerd op Vibropalen.VloerkeuzeAfweging van belangen van alle bouwpartners en mogelijkegebruikers hebben meegespeeld bij de vloerkeuze. Zo is debelasting in een kantoor veel hoger dan in een woning, terwijlfunctiemenging tegelijkertijd hoge eisen stelt aan geluidsisolatie. De keuze voor de vloer is dus in alle opzichten essentieel.Een integraal ontwerp van de vloerconstructie, waarbij nietalleen wordt gekeken naar constructieve, maar ook naar installatietechnische, bouwkundige en bouwfysische aspecten, is danook van groot belang.Voor het maken van vloerkeuzen is een vloerenmatrixontwikkeld om verschillende vloertypen met elkaar te vergelijken. De matrix geeft een goede afweging (en toetsing) vanzowel bouwkundige, constructieve, installatietechnische, alsbouwfysische eigenschappen. Ook wordt een indicatiegegeven van duurzaamheid en integrale vloerkosten. Zo kaneen keuze voor een duurder vloertype een besparing opleveren in de installatiekosten en bouwkundige kosten, waardoorhet totale plaatje toch gunstiger uitvalt. Uit oogpunt van6000 6000 6000 6325 6325 6000 6000 60003285251594255675610060002 3Voorgespannen vrije vloeren 32012 394 VZA-strengen5 De overtollige kabeldelen worden afgeslepen ende koppen van de spanankers afgewerktkolommen gestort, de onderslagen geplaatst, bekisting gesteld,platen gelegd, complete wapening en voorspanning aangebracht en de vloer afgestort. In het proces startte de aannemermet het plaatsen van de ondersteuning en bekisting en met hetleggen van de breedplaten. De h.o.h.afstand tussen de onderslagbalken onder de voorgespannen platen was maximaal 3 m.Spanstaal monteerde hierna in haar eerste arbeidsgang deonderwapening en voorspankabels. De compactheid van hetvoorspansysteem maakte een snelle montage van de VZAkabels mogelijk. De robuustheid van de omhulde strengenDe voorspankabels worden bij deze toepassing uitgevoerd inhoogwaardig voorspanstaal (FeP1860) en aangebracht in eenparabolisch verloop in de betonconstructie. Nadat het beton isgestort en verhard, worden ze gespannen op de vloerrand of inspanbakken. Krachtsoverdracht tussen de kabels en de omhullende constructie gebeurt ter plaatse van de ankers en deombuigpunten in de vloer.Ten gevolge van het kabelverloop ontstaan opwaarts gerichtekrachten. Deze krachten tillen een groot deel van het eigengewicht van de vloer. Dit wordt afgedragen op wanden enkolommen. Dit effect reduceert de doorbuiging en vermindertde dwarskrachten en pons in de constructie.De door de voorspanning gegenereerde centrische drukspanningen dragen bij aan de momentcapaciteit van opeenvolgendebetondoorsneden en verhogen de stijfheid. Dit be?nvloedt devervormingen extra gunstig. De momenten die resteren naaftrek van de invloed van de centrische voorspanning wordenafgedekt met traditionele wapening.Na afspannen van de kabels wordt het systeem gecompleteerddoor plaatsing van kunststof afdekkappen met vet en afwerkingvan de spaninkassingen in de vloer met krimparme cementmortel. Hiermee wordt voorzien in een duurzame beschermingvan de verankeringen.VZA in SolidsDe vloeren van Solids zijn, zoals eerder beschreven, uitgevoerdals vlakke vloer met een vloerdikte van 340 mm. De vloervelden ontlenen hun draagvermogen aan een combinatie vanvoorgespannen breedplaten en een monoliete druklaag waarinVZAstrengen en betonstaal liggen. Toepassing van breedplaten zorgde voor een belangrijke tijdsbesparende factor. Deprefabplaten liggen in langsrichting, terwijl in dwarsrichtingenkele stroken traditioneel zijn uitgekist.Als voorspanning zijn in twee richtingen enkelstrengs 0,5" voorspankabels van het type ACL Spankern toegepast. In langsrichtingoverspant de VZAvloer maximaal 12 m. Dat is de afstand tussende centrale kernen en de dragende betonnen gevelkolommen. Destroken, met maximale overspanning van 9,5 m, dragen de belasting uit de velden naar kolommen, gevel en kernwanden af.Door optimalisatie van de combinatie betonstaal en voorspanningis een volledig vlakke vloer zonder kolomkoppen gecre?erd diegeschikt is voor een nuttige vloerbelasting van 500 kg/m?.Uitvoering VZADe uitvoeringstijd per verdieping van 1000 m2bedroeg circaveertien dagen. In deze cyclustijd zijn de kernwanden en45themaVoorgespannen vrije vloeren32012406 In de Solids komen overspanningen voor van circa 12 mhouden. Horizontale vloerleidingen takken aan op verticalehoofdleidingen in de kernen. Verticale leidingschachten in dekernen zijn zodanig gedimensioneerd dat verschillendefunctiescenario's kunnen worden gerealiseerd. Flexibiliteit vande plattegrond is zo ook in de exploitatiefase gegarandeerd.Afronding en verhuurDe ruimten in Solids zijn door middel van een internetveilingin de verhuur gezet. Hiervoor is een speciaal computerprogramma ontwikkeld, waarin toekomstige huurders zelf hunwensen kenbaar kunnen maken. Het computerprogrammatoetst vervolgens of er in het gebouw een plek beschikbaar isdie voldoet aan de wensen van de huurder en aan de eisen dievanuit het bouwbesluit worden gesteld aan de gewenstegebruiksfunctie. Hierbij kan worden gedacht aan het toetsenvan daglichttoetreding, de capaciteit van vluchtwegen, maarook of de benodigde hoeveelheid installaties past in samenhangmet overige huurders. Is dit het geval, dan krijgt de toekomstigehuurder een aanbieding. Als de huurprijs dan past, wordt dedeal gesloten.Voor de Solid op IJburg heeft deze formule geleid tot een voorspoedige verhuur van het gebouw. zorgde ervoor dat de vloer in de uitvoeringsfase goed beloopbaar bleef. De installateur bracht vervolgens enkele leidingenen voorzieningen aan, waarna Spanstaal het geheel sloot methet vlechten van de bovenwapening. Nadat zij de wapening envoorspanning hadden gekeurd, verzorgde de aannemer hetstorten van het beton.Nadat het beton een druksterkte bereikte van 15 N/mm?,werden de randkisten verwijderd en de kabels een eerste fasegespannen. Hierna werden de onderslagen gefaseerd gelost enuitgedund. Zodoende kwam de contactbekisting vrij voorgebruik op de volgende bouwlaag en resteerden preciesvoldoende stempels voor doorstempeling van de volgende testorten vloer.De volledige voorspanning werd vervolgens in een tweedespanfase aangebracht bij een kubusdruksterkte van 25 N/mm?.Ter afwerking van de VZA zijn tot slot, na controle en goedkeuring van de spanresultaten, de overtollige kabeldelenafgeslepen en de koppen van de spanankers afgewerkt.Uit afweging van het stortgewicht van de vloeren, de toelaatbare gebruiksbelasting en de aanwezige voorspanning bleek dathet stortgewicht kon worden gedragen door twee onderliggende vloeren. Hierdoor behoefden tijdens de bouw steedsslechts twee bouwlagen gestempeld te blijven.TopvloerOm volledige flexibiliteit en aanpasbaarheid voor de toekomstte behouden, is ervoor gekozen de leidingen niet in de vloer teintegreren, maar een lichte topvloer van 18 cm bovenop deconstructievloer te realiseren. De gebruiker bepaalt of dezetopvloer een computervloer wordt of anderszins. Ook is hetmogelijk om natte ruimten direct aan te sluiten op de verticaleleidingen door de schachten, of om de leidingen in het zicht te pRojectgegeVensopdrachtgever Het Oosten / Kristal (tegenwoordigStadgenoot)architect Baumschlager & Eberle Architekten (Oos)uitwerkend architect INBOhoofdconstructeur Ingenieursbureau SmitWestermanhoofdaannemer J.P. van Eesteren B.V.voorspanning Spanstaal6
Reacties